CN108923690A - 一种智能自浮式磁悬浮装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能自浮式磁悬浮装置，涉及智能机械设备领域，该智能自浮式磁悬浮装置采用驱动机构与升降机构水平布置方式可充分利用空间，降低磁悬浮底座的高度，使得自浮式磁悬浮装置结构小巧。由于内部安装有无线发电装置可以独立提供电能，通过风扇给电机等易升温设备降温，可以提高装置的性能稳定性。而且智能语音装置通过电流感应装置与磁悬浮机构电路装置连接，在装置电路断开时立即提示使用者，让使用者时刻掌握该装置的工作状态。

Description

一种智能自浮式磁悬浮装置

技术领域

本发明涉及智能机械设备领域，具体来说涉及一种智能自浮式磁悬浮装置。

背景技术

目前带有自动升降机构的自浮式磁悬浮装置，装置虽然结构紧凑，体积小巧，使用可靠，但是内部的降温能力差，而且在装置电路断开时无法提示使用者，设计不够智能化，无法适应现代生活的需求。

现有的磁悬浮装置一般都包括磁悬浮基座和悬浮体。基座和悬浮体都包含有磁体，基座内的磁体通过磁性作用能够将悬浮体悬浮在其上方预定距离处，产生漂浮的奇幻视觉效果，从而深受人们的喜爱。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种智能自浮式磁悬浮装置，在原有自浮式磁悬浮装置的基础上增加了风扇、无线发电装置、智能语音装置，可以有效降低装置内部的温度，并且在装置电路断开时立即提示使用者，让使用者时刻掌握该装置的工作状态。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：该智能自浮式磁悬浮装置包括悬浮体和封闭壳体，悬浮体内部安装有磁体，悬浮体地面开有结合凹槽，封闭壳体顶部中心处对应设有结合凸起，封闭壳体内顶部安装有磁悬浮机构，磁悬浮机构底部连接有升降螺杆，升降螺杆底部安装在升降套筒内，升降螺杆和升降套筒安装有防转结构，封闭壳体内部安装有支撑结构，支撑结构上安装有电机，电机输出转轴连接有主动齿轮，主动齿轮依次连接从动齿轮、运动转换件、升降螺杆，运动转换件底部安装有转动珠，封闭壳体内安装有风扇和无线发电装置，风扇吹风方向朝向电机，封闭壳体外部安装有智能语音装置，智能语音装置内部安装有控制电路和音箱，智能语音装置通过电流感应装置与磁悬浮机构电路装置连接。

作为本技术方案的进一步优化，所述电机具有偏向于升降机构的偏心输出轴。

作为本技术方案的进一步优化，所述支撑结构安装在升降导筒上端。

作为本技术方案的进一步优化，所述支撑结构具有定位槽，运动转换件在定位槽中可转动但不能上下移动。

采用以上技术方案的有益效果是：该智能自浮式磁悬浮装置采用驱动机构与升降机构水平布置方式可充分利用空间，降低磁悬浮底座的高度，使得自浮式磁悬浮装置结构小巧。由于内部安装有无线发电装置可以独立提供电能，通过风扇给电机等易升温设备降温，可以提高装置的性能稳定性。而且智能语音装置通过电流感应装置与磁悬浮机构电路装置连接，在装置电路断开时立即提示使用者，让使用者时刻掌握该装置的工作状态。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

图1是本发明一种智能自浮式磁悬浮装置的结构剖视图。

其中，1-悬浮体、2-磁体、3-结合凹槽、4-结合凸起、5-磁悬浮机构、6-升降螺杆、7-防转结构、8-升降导筒、9-转动珠、10-运动转换件、11-从动齿轮、12-主动齿轮、13-电机、14-支撑结构、15-偏心输出轴、16-封闭壳体、17-风扇、18-无线发电装置、19-智能语音装置。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明一种智能自浮式磁悬浮装置的优选实施方式。

图1出示本发明一种智能自浮式磁悬浮装置的具体实施方式：

如图1所示，该智能自浮式磁悬浮装置包括悬浮体1和封闭壳体16，悬浮体1内部安装有磁体2，悬浮体1地面开有结合凹槽3，封闭壳体16顶部中心处对应设有结合凸起4，封闭壳体16内顶部安装有磁悬浮机构5，磁悬浮机构5底部连接有升降螺杆6，升降螺杆6底部安装在升降套筒8内，升降螺杆6和升降套筒8安装有防转结构7，封闭壳体16内部安装有支撑结构14，支撑结构14上安装有电机13，电机13输出转轴连接有主动齿轮12，主动齿轮12依次连接从动齿轮11、运动转换件10、升降螺杆6，运动转换件10底部安装有转动珠9，封闭壳体16内安装有风扇17和无线发电装置18，风扇17吹风方向朝向电机13，封闭壳体16外部安装有智能语音装置19，智能语音装置19内部安装有控制电路和音箱，智能语音装置19通过电流感应装置与磁悬浮机构5电路装置连接。

电机13具有偏向于升降机构的偏心输出轴15。支撑结构14安装在升降导筒上端。支撑结构14具有定位槽，运动转换件10在定位槽中可转动但不能上下移动。

悬浮体1初始位于磁悬浮基座上并将悬浮或漂浮于其上方。悬浮体1中含有磁体2，磁体2优选为永磁体。磁体2的形状可以根据悬浮体1的需要进行设置，例如可以为圆柱形、阶梯型、截头圆锥形等。磁体2可以为一整块磁铁，也可以由多块磁铁拼接而成。磁悬浮基座具有磁悬浮机构5，磁悬浮机构5设置有磁体或磁体组，其能对悬浮体1中的磁体产生磁斥力从而将悬浮体1悬浮到磁悬浮机构5上方的预定距离(位置)处。在磁悬浮机构5内还设置有水平电磁控制***，用于实时控制悬浮体1相对于磁悬浮机构5沿水平方向的偏移。

磁悬浮基座包括封闭壳体16。在封闭壳体16内设置有磁悬浮机构5、升降机构、驱动机构、传动机构和支撑结构14。这样只有悬浮体1位于磁悬浮基座的封闭壳体16之外。这样，在自浮式磁悬浮装置工作过程中，人们只看到了悬浮体1自动升起或落下，从而获得奇幻的视觉体验。

升降机构包括竖直布置的升降螺杆6和升降导筒8，升降螺杆6为实心结构或中空结构。磁悬浮机构5被支撑在升降螺杆6的上端，升降螺杆6可沿升降导筒8的内壁上下运动。升降螺杆6与升降导筒8之间设置有防转结构7，例如在升降导筒8的内壁上设置竖直导槽，在升降螺杆6的下部设置定位销，定位销在竖直导槽内上下运动。使得升降螺杆6在升降导筒8内不会旋转，只能做上下直线运动。

驱动机构为固定在支撑结构14上的电机13，电机13与升降机构沿水平方向并排布置。这种布置方式相比于电机设置在升降机构下方的方式可显著降低磁悬浮基座的高度，提高磁悬浮装置的整体观赏性。另外，电机13设置有偏向于升降机构的偏心输出轴15，从而可以节省空间、减小传动部件尺寸，并能提高传动机构的传动稳定性。此外，电机13在支撑结构14上保持固定不动，不随升降机构运动，从而进一步简化结构，还可以更加精确地控制升降运动以及降低能耗等。

传动机构包括主动齿轮12、从动齿轮11以及运动转换件10，用来将驱动机构的旋转运动转换成升降螺杆6的直线运动。其中主动齿轮12与电机13的输出轴15连接，从动齿轮11安装在运动转换件10上。在某些实施例中，从动齿轮11也可以与运动转换件10为一体结构。运动转换件10具有内螺纹孔，内螺纹孔与升降螺杆6连接。

支撑结构14设置在升降导筒8的上端，支撑结构14可以是与封闭壳体16内壁连接的支撑架。支撑结构14具有定位槽，运动转换件10设置在定位槽中，定位槽对运动转换件10在竖直方向上进行卡位，运动转换件10在定位槽内可转动但不能上下移动。运动转换件10底部设置有转动珠9，通过转动珠9将运动转换件10支撑在定位槽中。当传动机构工作时，运动转换件10在定位槽中旋转运动，转动珠9与定位槽底部为滚动摩擦，从而降低摩擦阻力。

磁悬浮基座与悬浮体1分别设置有可相互配合(或接合)的临界防水平偏移机构，以在悬浮体1位于磁悬浮基座上时并且在磁悬浮机构5上升过程中悬浮体1处于悬浮临界点时防止悬浮体1产生过度水平偏移而导致悬浮体1无法正常悬浮在磁悬浮基座上方。临界防水平偏移机构包括设置在封闭壳体16上表面的接合凸起4和设置在悬浮体1下表面的接合凹槽3。在其它实施例中，也可以通过在悬浮体1下表面设置接合凸起、在封闭壳体16上表面设置接合凹槽来形成临界防水平偏移机构。在图1示出的临界防水平偏移机构中，接合凸起4优选具有圆锥形的外形，圆锥的直径可以为3-10mm，高度为3-5mm；与其配合的接合凹槽3具有相应尺寸的圆锥形配合面。接合凸起4与接合凹槽3之间光滑接触。

磁悬浮基座3顶面上形成(或具有)接合凹陷，其对应于悬浮体1自身所具有的外轮廓，从而悬浮体1能够以水平移动受限的方式接收在接合凹陷中。例如，磁悬浮基座顶面具有圆柱状凹陷或凹槽，悬浮体1则为相应的半径稍小的圆柱状。

磁悬浮机构5处于低位，悬浮体1通过上述临界防水平偏移机构的配合而处于封闭壳体16上的初始位置。此时，磁悬浮机构5与悬浮体1之间的磁斥力小于悬浮体1的重力，磁悬浮机构5内的水平电磁控制***不工作。开启电机13，电机输出轴15旋转，主动齿轮12带动从动齿轮11旋转，从动齿轮11带动运动转换件10围绕升降螺杆6旋转，由于运动转换件10在原位保持转动从而通过内螺纹带动升降螺杆6向上运动，升降螺杆6带动磁悬浮机构5向上运动，磁悬浮机构5与悬浮体1之间的磁斥力逐渐增加。磁斥力开始等于悬浮体1的重力时，悬浮体1与封闭壳体16之间的摩擦力为零。此时，虽然水平电磁控制***可以启动工作，但由于悬浮***自身的不对称性误差所造成的水平分力的影响，仍然会使悬浮体1迅速偏离中心点而难以控制。临界防水平偏移机构的主要作用就是辅助平衡悬浮体1的自动悬浮，防止其自动悬浮过程中在临界状态时发生过度水平偏移。随着悬浮体1的向上浮起，临界防水平偏移机构彼此脱离接合，水平电磁控制***开始正常工作。悬浮状态时，磁悬浮机构5处于高位，悬浮体1处于磁悬浮机构5上方预定距离处的悬浮位置，电机13停止工作。此时，磁斥力等于悬浮体1的重力，水平电磁控制***正常工作，悬浮体1不会发生水平方向上相对于磁悬浮机构5的过度偏移，悬浮体1处于稳定悬浮状态。

通过上述升降螺杆6的上升运动，从而实现了悬浮体1从初始位置自动悬浮到悬浮位置。并且在临界防水平偏移机构的帮助下，能够有效克服悬浮临界状态时悬浮体1沿水平方向可能产生的过度偏移。与上述过程相反，当电机13反转时，带动升降螺杆6向下运动，磁悬浮机构5从高位往低位运动，从而使悬浮体1的悬浮高度相应降低。因此，本发明还可以非常方便地调节悬浮体1相对于磁悬浮基座(或磁悬浮机构5)的悬浮高度。自浮式磁悬浮装置还可以包括行程限位机构，分别对升降螺杆6的上下运动进行限位。行程限位机构可以是设置在磁悬浮基座上的相应限位挡块，限位挡块可以设置有触点开关，触点开关与控制器连接，当升降螺杆6与限位挡块抵接时，触点开关能够发送电信号给控制器，控制器自动停止电机的运行。

该智能自浮式磁悬浮装置内部安装有无线发电装置18可以独立提供电能，通过风扇17给电机13等易升温设备降温，可以提高该智能自浮式磁悬浮装置的性能稳定性。而且智能语音装置19通过电流感应装置与磁悬浮机构电路装置连接，在装置电路断开时立即语音提示使用者，让使用者时刻掌握该装置的工作状态。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种智能自浮式磁悬浮装置，其特征在于：所述智能自浮式磁悬浮装置包括悬浮体(1)和封闭壳体(16)，悬浮体(1)内部安装有磁体(2)，悬浮体(1)地面开有结合凹槽(3)，封闭壳体(16)顶部中心处对应设有结合凸起(4)，封闭壳体(16)内顶部安装有磁悬浮机构(5)，磁悬浮机构(5)底部连接有升降螺杆(6)，升降螺杆(6)底部安装在升降套筒(8)内，升降螺杆(6)和升降套筒(8)安装有防转结构(7)，封闭壳体(16)内部安装有支撑结构(14)，支撑结构(14)上安装有电机(13)，电机(13)输出转轴连接有主动齿轮(12)，主动齿轮(12)依次连接从动齿轮(11)、运动转换件(10)、升降螺杆(6)，运动转换件(10)底部安装有转动珠(9)，封闭壳体(16)内安装有风扇(17)和无线发电装置(18)，风扇(17)吹风方向朝向电机(13)，封闭壳体(16)外部安装有智能语音装置(19)，智能语音装置(19)内部安装有控制电路和音箱，智能语音装置(19)通过电流感应装置与磁悬浮机构(5)电路装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能自浮式磁悬浮装置，其特征在于：所述电机(13)具有偏向于升降机构的偏心输出轴(15)。

3.根据权利要求1所述的一种智能自浮式磁悬浮装置，其特征在于：所述支撑结构(14)安装在升降导筒上端。

4.根据权利要求1所述的一种智能自浮式磁悬浮装置，其特征在于：所述支撑结构(14)具有定位槽，运动转换件(10)在定位槽中可转动但不能上下移动。